基因轉殖的超級耐力鼠：原理與分子機轉

林嘉志 ； 陸康豪

《中華體育季刊》 23卷1期 (2009/03) Pp. 46-57

https://doi.org/10.6223/qcpe.2301.200903.1605

摘要

研究姿現，若以生物工程技術將某些與粒線體增生相關基因作人工基因轉殖，可使小鼠耐力運動表現能力提升與骨骼肌纖維轉類型轉換的現象。著名的例子包括磷酸烯醇丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK-C)、過氧化體增生子活化受體γ-輔活化子-lα(Peroxisome proliferators-activated receptor γ-coactivator-lα, PGC-lα)、過氣化體活化受體γ(Peroxisome proliferators-activated receptorδ, PPARδ)等。其中，磷酸烯醇丙酮酸羧激酶在基因轉殖鼠的骨骼肌表現不僅大幅提升小鼠耐力運動表現，寺命及繁殖能力都獲得延長，因此相當受到矚目。本文闡明前述三種基因在肌細胞內的角色、功能、分子機轉與關聯性。據此，讀者能清楚瞭解磷酸烯醇丙酮酸羧激酶能具有令人驚奇效果的理由：不僅促進肌細胞內三酸甘油酯的合成，有效提升粒線體克氏循環產能效率，增加的游離脂肪酸更致活粒線體增生的機轉。人工基囚轉殖技術將使吾人更清楚認識基因在細胞內的角色與功能，並有助於治療骨骼肌功能不良或相關病症。

關鍵字

磷酸烯醇丙酮酸羧激酶 ； 基因轉殖 ； 能量代謝

參考文獻

Burgess, S. C.,Hausler, N.,Merritt, M.,Jeffrey, F. M.,Storey, C.,Milde, A.(2004).Impaired tricarboxylic acid cycle activity in mouse livers lacking cytosolic phosphoenolpyruvate carboxykinase.The Journal of Biological Chemistry.279(47),48941-48949.

Chakravarty, K.,Cassuto, H.,Reshef, L.,Hanson, R. W.(2005).Factors that control the tissue-specific transcription of the gene for phosphoenolpyruvate carboxykinase-C.Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology.40(3),129-154.

Dohm, G. L.,Patel, V. K.,Kasperek, G. J.(1986).Regulation of muscle pyruvate metabolism during exercise.Biochemical Medicine and Metabolic Biology.35(3),260-266.

Gibala, M. J.,MacLean, D. A.,Graham, T. B.,Saltin, B.(1997).Anaplerotic processes in human skeletal muscle during brief dynamic exercise.The Journal of Physiology.502(3),703-713.

Goto, M.,Terada, S.,Kato, M.,Katoh, M.,Yokozeki, T.,Tabata, I.(2000).cDNA Cloning and mRNA analysis of PGC-1 in epitrochlearis muscle in swimming-exercised rats.Biochemical and Biophysical Research Communications.274(2),350-354.